Ankündigung - TU Dresden

Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V. Frankfurt a.M.
HOCHSCHULKURS:
Numerische Berechnung turbulenter Strömungen
in Forschung und Praxis
Dresden, 14. - 16. September 2016
Prof. M. BREUER , Prof. J. FRÖHLICH, Dr. F. MENTER, Dr. G. SCHEUERER, Prof. M. SOMMERFELD
Leitung Prof. J. Fröhlich
Institut für Strömungsmechanik
TU Dresden
Die Berechnung turbulenter Strömungen, einschließlich des Wärme- und Stofftransports ist bei vielen Problemen im
Maschinenbau, Chemieingenieur- und Bauingenieurwesens, Meteorologie und Umwelttechnik usw. eine vordringliche Aufgabe.
Beispiele sind die Strömung um Flug- oder Schiffskörper, Autos und Gebäude sowie durch Leitungen, Kanäle, Kammern und
Wärmetauscher, Vermischungsprozesse in Reaktoren aller Art, Kühlung von Turbinenschaufeln und Brennkammern; die Ausbreitung von eingeleiteter Wärme oder Schadstoffen in der Atmosphäre, in Flüssen oder Seen; Zweiphasenströmungen in Rohren,
Erosionserscheinungen, Kraftstoffzerstäubung in Verbrennungsmotoren, u.s.w. Computer und Simulationsumgebungen sind in den
letzten Jahren so leistungsfähig geworden, dass CFD (Computational Fluid Dynamics) in allen genannten Bereichen und darüber
hinaus immer stärker eingesetzt wird. Die Beherrschung der Simulationen wird damit zu einem wesentlichen Faktor in
Produktentwicklung und Qualitätssicherung sowie in der Grundlagenforschung, der anwendungsorientierten Forschung und bei
Gutachtertätigkeiten. Verlässliche Resultate lassen sich jedoch nur mit dem entsprechenden Wissen über die eingesetzten
Methoden, ihre Handhabung, sowie ihre jeweiligen Stärken und Schwächen erzielen. Auf diesem Gebiet finden gegenwärtig
sowohl im Bereich der Numerik als auch der Turbulenzmodellierung wichtige Entwicklungen statt. Gleichzeitig bahnt sich in
manchen Bereichen ein Paradigmenwechsel von statistischen Simulationen zu zeitaufgelösten Techniken wie LES, SAS, etc. an.
Der Kurs hat zum Ziel, Ingenieure der Industrie und Forschung mit modernen Methoden der Simulation turbulenter Strömungen
vertraut zu machen. Er besteht aus 16 sorgfältig aufeinander abgestimmten Vorlesungen namhafter Experten, die den aktuellen
Stand der Technik auf diesem sich schnell entwickelnden Gebiet präsentieren. Zahlreiche Anwendungsbeispiele direkt aus der
Praxis veranschaulichen die Theorie. Sie zeigen Möglichkeiten und Grenzen auf und vermitteln Grundlagen zur Qualitätsbeurteilung numerischer Rechenergebnisse. Darüber hinaus geben die Vortragenden auf der Basis ihres engen Kontaktes zur
Forschung einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen. Diskussionszeit im Plenum sowie die gemeinsamen Mahlzeiten und
Pausen bieten für alle Teilnehmer die Gelegenheit, auch eigene Fragestellungen intensiv mit den Referenten zu diskutieren.
KURSPROGRAMM:
1.
PROBLEMATIK DER BERECHNUNG TURBULENTER STRÖMUNGEN
Bedeutung turbulenter Strömungen in der Praxis; Eigenarten der Turbulenz; Mögliche Methoden der Turbulenzberechnung
und ihre Eignung für die praktische Anwendung: Direkte Numerische Simulation (DNS), Large-Eddy Simulation (LES),
statistische Turbulenzmodelle (RANS).
2.
GRUNDGLEICHUNGEN ZUR BERECHNUNG TURBULENTER STRÖMUNGEN
Erläuterung des physikalischen Erhaltungsprinzips; Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls, Energie und allgemeine
Skalare; Tensorschreibweise; statistische Betrachtung turbulenter Strömungen; Diskussion verschiedener Mittelungsarten;
Ableitung gemittelter Erhaltungsgleichungen und Diskussion der eingeführten turbulenten Austauschgrößen.
3.
EINFÜHRUNG IN DIE TURBULENZMODELLIERUNG
Diskussion des Verhaltens turbulenter Austauschgrößen anhand kanonischer Strömungen; Aufgabe und wünschenswerte
Eigenschaften von Turbulenzmodellen; Grundprinzipien der Turbulenzmodellierung; Systematik und Klassifizierung
existierender Modelle; einfache algebraische Wirbelviskositätsmodelle.
4.
EIN- UND ZWEI-GLEICHUNGS-TURBULENZMODELLE
Zwei-Gleichungs-Turbulenzmodelle, k-ε− und k-ω-Modell; Transportgleichungen der Turbulenzgrößen; Kalibrierung der
Konstanten; spezielle Eigenschaften der Modelle; mathematischer Zusammenhang zwischen den Modellen; Behandlung
wandnaher Bereiche (Low-Re-Varianten); Eingleichungsmodelle, Spalart-Allmaras-Modell; Anwendungen.
5.
NEUERE ENTWICKLUNGEN BEI WIRBELVISKOSITÄTSMODELLEN
SST-Modell und V2F-Modell; Staupunktkorrekturen; Stromlinienkrümmung; Wiederanlegeverhalten; Randbedingungen;
skalierbare Wandfunktionen. Neue Verfahren wie SKL, KSKL, SAS.
6.
REYNOLDSSPANNUNGS-TURBULENZMODELLE
Transportgleichung; Rolle der einzelnen Terme; Modellierungsstrategien; Algebraische Modelle; Anwendungsbeispiele.
7.
GRUNDLAGEN NUMERISCHER DISKRETISIERUNG DURCH FINITE-VOLUMEN-METHODEN
Grundprinzip numerischer Verfahren; verschiedene Diskretisierungsmethoden; Ansatz der Finiten Volumen;
Erhaltungseigenschaft; Konvektionsschemata; Diffusionsschemata; numerische Diffusion; Zeitdiskretisierung; Stabilität.
8
LÖSUNGSALGORITHMEN FÜR FINITE-VOLUMEN-METHODEN
Problematik der Bestimmung des Druckfeldes; Übersicht über grundlegende Ansätze für inkompressible
und kompressible Strömungen; Ableitung von Druckgleichungen; Vor- und Nachteile versetzter und nicht-versetzter
Variablenanordungen; gekoppelte und entkoppelte Lösungsstrategien; Methoden für kompressible Strömungen.
9.
MODELLIERUNG DES LAMINAR-TURBULENTEN UMSCHLAGS IN GRENZSCHICHTEN
Transitionsmechanismen und ihre technische Bedeutung; Intermittenz; klassische Methoden zur Transitionsberechnung;
neue RANS-basierte Methoden; Kalibrierung; Anwendungsbeispiele.
10.
NUMERISCHE GITTER UND DEREN EIGENSCHAFTEN
Anforderungen an Rechengitter; Definition von Lösungs- und Abbruchfehlern; empirische Kriterien zur Netzoptimierung;
Vor- und Nachteile verschiedener Elementtypen (Hexaeder, Tetraeder, etc.), strukturierte und unstrukturierte Rechennetze,
Datenstruktur, Vor- und Nachteile; Algorithmen zur Erzeugung strukturierter und unstrukturierter Rechennetze.
11.
LARGE EDDY SIMULATION
Prinzip der Large Eddy Simulation; Filteransatz und Erhaltungsgleichungen für die Grobstrukturbewegung; Modellierung der
turbulenten Feinstrukturen, Einskalenmodelle, Mehrskalenmodelle; LES ohne Feinstrukturmodell, MILES, ILES; Problematik
der Randbedingungen: Einströmränder, wandauflösende LES, Wandfunktionen.
12.
HYBRIDE TURBULENZMODELLIERUNG
Unsteady RANS (URANS); Übersicht über Ansätze zur Kopplung von LES und RANS, zonale und nicht-zonale Verfahren;
Detached Eddy Simulation (DES); hybride Wirbelviskositäten; Scale-Adaptive Simulation (SAS); zonale Verfahren.
13.
QUALITÄTSSICHERUNG
Validierung neuer Verfahren; Geometrie und Gittergenerierung; Gitterauflösung; Auswahl der physikalischen Modelle;
Auswahl der Randbedingungen; Konvergenzkriterien; Fehlerabschätzung; mögliche Fehlerquellen; instationäre Probleme;
Beurteilung von numerischen Lösungen; Best Practice Guidelines.
14.
BERECHNUNG VON MEHRPHASENSTRÖMUNGEN
Charakterisierung und Einteilung von Mehrphasenströmungen; Übersicht der verschiedenen Berechnungsansätze;
Zweifluid-Modelle; Euler/Lagrange-Verfahren; Modellierung von Wandkollisionen und Partikelstößen; Anwendungsbeispiele:
pneumatische Förderung, Blasensäulen, Suspendieren im Rührbehälter.
15.
ANWENDUNGSBEISPIELE
Illustration durch Simulationen aus aktueller Forschung und industrieller Praxis: Turbomaschinenströmungen;
Brennkammerströmungen; Aeroelastik; Wärmetransport und thermische Ermüdung; systematische Diskussion einzelner
Fehlerkomponenten; Vergleich unterschiedlicher Modelle.
16.
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK AUF WEITERE ENTWICKLUNGEN
Übersicht über Leistungsfähigkeit und Grenzen der behandelten Methoden; Bewertung der verschiedenen statistischen
Turbulenzmodelle; Ausblick auf weitere Entwicklungen bei numerischen Verfahren; Bewertung und Perspektiven zeitaufgelöster Simulationen; Ausblick auf Fluid-Struktur-Kopplung.
Der Kurs beginnt am 14.9.2016 um 9:00 und endet am 16.9.2016 um 18:00.
Kurzfristige Aktualisierung vorbehalten
Referenten:
Prof. Dr.-Ing. M. Breuer (HSU Hamburg)
Prof. Dr.-Ing. J. Fröhlich (Technische Universität Dresden)
Dr.-Ing. F. Menter (ANSYS Germany, Otterfing)
Dr.-Ing. G. Scheuerer (ISimQ Germany, Warngau)
Prof. Dr.-Ing. M. Sommerfeld (Universität Halle-Wittenberg)
Zeitplan:
Es werden täglich fünf Vorlesungsstunden abgehalten. Am Schluss jedes Tages ist eine Stunde für Diskussion vorgesehen.
Zwischen den Vorlesungen und während der gemeinsamen Mittag- und Abendessen besteht die Gelegenheit zur persönlichen
Diskussion mit den Referenten. Dabei können spezielle Berechnungsprobleme der Kursteilnehmer erörtert werden.
Kursunterlagen:
Jeder Kursteilnehmer erhält ein Handbuch mit dem in den Vorlesungen gezeigten Projektionsmaterial, das alle wichtigen
Informationen wie Gleichungen, Rechenbeispiele und zahlreiche Literaturhinweise enthält.
Anmeldungen:
Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V. (GVT)
Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt a.M.
Frau A. M. Hipp Tel: 069/ 7564-118 Fax: 069/ 7564-437
E-mail: [email protected] Kennwort: Hochschulkurs turbulente Strömungen
Bitte Anmeldeformular verwenden: http://www.gvt.org/Hochschulkurse.html
Kursgebühr:
Die Gebühr für den Kurs einschließlich aller schriftlichen Unterlagen sowie Mittag- und Abendessen beträgt € 770,-. Bei Anmeldung
bis zum 15.7.2016 reduziert sich die Gebühr auf € 710,-. Die Teilnehmergebühren sind steuerfrei gemäß § 4, Ziffer 22 USTG. Bei
Abmeldung bis zum 12.8.2016 wird die Teilnehmergebühr abzüglich einer Bearbeitungsgebühr von € 80,- zurückerstattet. Bei
späterer Abmeldung muss die Teilnehmergebühr in voller Höhe berechnet werden, jedoch ist die Benennung eines anderen
Teilnehmers möglich. Die Teilnehmerzahl ist begrenzt. Frühzeitige Anmeldung wird empfohlen.
Aktuelle Informationen:
Weitere Informationen unter www.tu-dresden.de/mwism/sm/tagungen/, organisatorische Auskünfte über GVT.
Brief- / Fax-Antwort
Fax-Nr. 069 / 7564 - 437
GVT
Forschungs-Gesellschaft
Verfahrens-Technik e.V.
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main
Anmeldung für den GVT-Hochschulkurs
"Numerische
Berechnung turbulenter Strömungen in Forschung und Praxis“
vom 14. – 16. September 2016 an der Technischen Universität Dresden
Die Anmeldungen werden entsprechend der Reihenfolge des Eingangs berücksichtigt.
Veranstaltungsteilnehmer
Herr

Frau 
Name............................................................................................................................................................
Vorname.......................................................................................................................................................
Titel / Beruf...................................................................................................................................................
Firma.............................................................................Abt..........................................................................
Straße...........................................................................................................................................................
PLZ / Ort.......................................................................................................................................................
Tel. / Fax.......................................................................E-Mail......................................................................
Rechnungsanschrift (sofern abweichend von obiger Anschrift)
Firma.............................................................................................................................................................
Abteilung.......................................................................................................................................................
Straße...........................................................................................................................................................
PLZ / Ort.......................................................................................................................................................
Die Kursgebühr beträgt 770 €. Bei Anmeldung bis zum 15.7.2016 reduziert sich die Gebühr auf 710 €. Erst nach der
endgültigen Teilnahmebestätigung durch die GVT bitten wir um Überweisung. Wird eine Anmeldung bis 12.8. 2016
storniert, erfolgt die Erstattung der Teilnehmergebühr abzüglich einer Bearbeitungsgebühr von 80 €. Bei Stornierung zu einem späteren Termin ist eine Erstattung nicht mehr möglich, jedoch ist die Benennung eines anderen
Teilnehmers möglich. Unsere Teilnehmergebühren unterliegen nicht der Mehrwertsteuerpflicht (Steuerbefreiung
nach § 4.22 UstG), da die GVT als gemeinnützig anerkannt ist. Ohne Überweisung der Kursgebühren ist keine
Teilnahme möglich.
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Datum, Unterschrift + Firmenstempel

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